JPH0447314B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラー複写機、カラープリンタなど
のカラーハードコピー装置に利用できるカラー電
子写真方法に関する。

従来の技術 従来から、帯電・露光・現像を複数回繰り返し
て電子写真感光体（以下、感光体という）上に予
め色の異なる複数のトナー像を形成した後、トナ
ー像を紙に一括転写してカラー画像を得るカラー
電子写真方法が種々提案されている。

このようなカラー電子写真方法を用いた装置の
従来例を第３図に示す。図において、１は矢印方
向に回転するSe−Te感光体、２は感光体１の表
面を一様に正帯電するコロナ帯電器、３はレーザ
ビームスキヤナ、４〜７は各々イエロＹ、マゼン
タＭ、シアンＣ、ブラツクＢ１の現像剤が別々に
入つている現像器、８は普通紙、９はトナー像を
普通紙８に静電転写し易くするための除電ラン
プ、１０はトナー像を普通紙に静電転写するため
のコロナ帯電器、１１は加熱定着器、１２はトナ
ー像を普通紙８に静電転写したのち感光体１に残
留するトナーを除去するためのクリーニングブレ
ード、１３は感光体の表面電位を初期状態にする
ための除電ランプである。

次に現像器４〜７の具体的な構成例を第４図に
示す。第４図において、１４は正常電性のトナー
と磁性キヤリアの混合物からなる２成分現像剤
（以下、現像剤という）、１５はアルミニウムなど
の非磁性材料からなる現像スリーブ、１６は複数
の磁極を有するマグロールであつて、現像スリー
ブ１５、マグロール１６および図示しないが回転
機構などによりトナー担持体が構成される。１７
は現像スリーブ１５上の現像剤１４の層厚を規制
する層厚規制ブレード、１８は現像後、現像スリ
ーブ１５上の現像剤１４を掻き落とす掻き落とし
板、１９は現像剤１４をかくはんする回転羽根、
２０は補給用のトナー、２１はトナー補給ロー
ラ、１は現像スリーブ１５上の現像剤１４と接触
しない位置に間〓を設けて設置した感光体、２２
は現像スリーブ１５上の現像剤１４からトナーを
感光体１に向けて電気的に飛翔させるための電源
である。

ここで現像器を現像可能にするには、電源２２
に、正の直流電圧に高圧の交流電圧を重畳した電
圧を発生させるものを用い現像スリーブ１５と電
源２２を接続する。

また、現像器を現像に供さない状態にするに
は、現像スリーブ１５を電気的に浮かすか、接地
するかあるいは現像スリーブ１５に負の直流電圧
を印加する。

次に、上述したカラー電子写真装置を用いてカ
ラー画像を形成する方法について説明する。まず
コロナ帯電器２で感光体１を正帯電した後、レー
ザビームスキヤナ３でイエロの画像信号をスキヤ
ニング露光し、ネガの静電潜像（画線部が露光さ
れて感光体の表面電位が減衰している静電潜像）
を形成する。そして、静電潜像をＹトナーの入つ
ている現像器４でネガ・ポジ反転現像し、感光体
１上にイエロのトナー像を形成する。この時、Ｙ
トナーの入つている現像器４だけが電源２２に接
続されているが、その他の現像器５〜７はトナー
が飛翔しない状態に調整されている。Ｙトナーで
現像した後、感光体１を除電ランプ１３で全面照
射し、イエロの静電潜像を光除電する。

次に、イエロのトナー像を形成した方法と同様
の方法により、帯電・露光・現像・光除電の工程
を繰り返し、感光体１上にＹ，Ｍ，Ｃ及びＢ１の
トナー像を形成する。全てのトナー像の形成が終
了した後、予め除電ランプ９で静電潜像を光除電
し、コロナ帯電器１０でトナー像を普通紙８に静
電転写する。普通紙８に転写したトナー像は、加
熱定着器１１で加熱し定着される。一方、静電転
写後、感光体１に残留したトナーは、クリーニン
グブレード１２で除去されカラー画像形成の１サ
イクルが完了する（例えば、特開昭60−95456号
公報）。

発明が解決しようとする問題点 従来のカラー電子写真装置を連続運転した場
合、コピー量に比例して現像器が異つた色の異種
トナーで汚染される問題点があつた。この原因に
ついて検討したところ、トナー像を担持した感光
体を再帯電及び像露光したのち、現像に供さない
現像器に通過させた際、感光体上のトナー像の一
部が現像器の現像スリーブに逆飛翔することが判
明した。このトナーの逆飛翔について図面に基づ
き更に詳しく説明する。

第５図〜第７図は、トナー像を担持した感光体
が再帯電及び像露光された後、現像に供さない現
像器を通過した再の感光体及び現像スリーブ上の
各トナーの挙動を模式的に示した図である。

第５図は現像スリーブ１５を接地したときの様
子を示す。Ａ及びＣ領域における感光体１は、再
帯電及び像露光によつて正に帯電されている。ま
た感光体１上のトナーは、再帯電の際コロナ帯電
器によつて、より正に帯電されている。従つて、
Ｃ領域におけるトナーは、感光体の正電荷による
電荷の反発力と感光体と現像スリーブとの間に生
じた電界の作用によつて、現像スリーブに向かつ
て逆飛翔する。

第６図は現像スリーブに負の直流電圧を印加し
たときの様子を示す。この場合、現像スリーブ１
５上の正帯電のトナー２０は、負の電圧が印加さ
れている現像スリーブ１５に静電的に強く引きつ
けられているため、現像スリーブ１５から感光体
１へのトナー飛翔を防止するには非常に効果的で
ある。しかし、Ｃ領域における感光体と現像スリ
ーブとの間の電界強度は、第５図のＣ領域に比べ
てより大きくなつている。従つて、Ｃ領域の感光
体１上のトナー２０は第５図に比べてより多く逆
飛翔することになる。また現像スリーブ１５に印
加する直流電圧を高くしていくとＤ領域の感光体
１上のトナー２０′も逆飛翔する。

第７図は現像スリーブを電気的に浮かしたとき
の様子を示す。感光体１上の正の電荷によつて現
像スリーブ１５は図のように分極される。従つ
て、Ｂ領域における現像スリーブ１５上のトナー
２０の一部は、感光体１に向かつて飛翔する。ま
た、Ｃ領域における感光体１上のトナー２０′の
一部は、現像スリーブ１５に向かつて逆飛翔す
る。

以上説明した通り、従来の方法では感光体より
現像器の現像スリーブへトナーが逆飛翔するため
に生ずる現像器の異種トナーによる汚染を防止す
ることができず、鮮明なカラーコピーを安定して
得ることができないという問題点があつた。

本発明の目的は、異種トナーの混入による現像
器の汚染を防止し、鮮明なカラーコピーが安定し
て得られるカラー電子写真方法を提供することに
ある。

問題点を解決するための手段 本発明は、感光体の周辺に複数の現像手段を配
し、帯電・露光・反転現像の工程を複数回繰り返
して前記感光体上に色の異なる複数のトナー像を
形成するカラー電子写真方法であつて、露光工程
において画像信号を露光した画像領域と前記画像
領域外に画像信号と関係の無い被現像領域を形成
した後、現像工程で前記画像領域の現像に寄与さ
せない現像手段のトナー担持体を停止させ、前記
トナー担持体に非画像部の表面電位と略同電位の
電圧を印加して前記トナー担持体上のトナーを前
記被現像領域に付着させ、前記画像領域に対する
前記現像手段の現像能力を不能にさせることによ
つて前記の目的を達成するものである。

作 用 次に本発明のカラー電子写真方法を用いた装置
の要部を模式的に示す第１図を用い、本発明の作
用を説明する。

感光体１の第１の静電潜像には既にトナー２０
ａが現像されており、再帯電後第２の静電潜像が
形成されている。第１の現像器２３は静止してお
り第２の現像器２３′は回転している。感光体１
上のトナーａの現像器２３への逆飛翔を防ぐため
には、第１の現像器２３にもバイアス電源２２に
より電圧を印加する。このとき第１の現像器２３
が回転するとトナーが供給され静電潜像を現像し
てしまうので、この現像器２３は静止させる。し
かし、こうして静止させても、感光体１と対向す
る現像器２３表面に付着しているトナーは静電潜
像を現像してしまい画像に色の濁りを生ずるた
め、このトナーを予め除去しておく必要がある。
このため、感光体１上の静電潜像が形成された領
域２４より進行方向前側に被現像領域部２５、す
なわち反転現像の場合は電位の低い全面露光部を
形成しておき、この被現像領域２５によつて、第
１の現像器２３の表面の現像部のトナーを予め除
去しておき、現像能力を無くしておく。このよう
にして、第２の静電潜像は第２の現像器２３′の
みによつて現像され、第１の現像器２３による色
濁りも発生せず、しかも既に感光体１上に現像さ
れた第１の現像器２３のトナー２０ａが第１の現
像器２３の逆飛翔することによる濃度低下もなく
良好な画像が得られる。

また本発明のように感光体に対向する部分のト
ナーを取り去る被現像領域が、感光体上の画像領
域に先行していると、紙づまり等のトラブルの発
生直後でも、時間をおくことなく次のプリントサ
イクルにはいることが可能となり好ましい。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

本発明に用いることのできる感光体としては、
無定型セレン、セレン化ひ素、CdS、ZnO、ａ−
Si、有機光導電体などの感光層を導電性支持体に
設けた通常の電子写真用の感光体であれば何れで
も用い得るが、特に感光層の静電容量が20〜
170pF／cm²の範囲内にあるものが好ましい。

感光層の静電容量を上述の範囲にするのは、感
光層の層厚を規制することによつて可能である。
例えばセレン感光体では層厚を35〜90μmに、ま
たセレン化ひ素感光体では60〜90μmに、更に有
機感光体では15〜50μmにすればよい。

また本発明では、正規現像法、反転現像法のい
ずれにも用いることができるが、特に再帯電の際
にトナーの極性が反転しない反転現像法が好まし
い。

現像手段しては、感光体上の静電潜像に対し、
対向電極効果を有し、現像剤層と静電潜像とが非
接触状態で現像できるものであればいずれでも適
用できる。例えば、帯電したトナーの薄層を担持
したトナー担持体を感光体に前記数層が接触しな
いように対向させ、トナー担持体と感光体との間
に電圧を印加してトナー担持体上のトナーを飛翔
させる電界飛翔現像が好ましい。特に、トナー担
持体と感光体との間に直流電圧を印加する直流電
界飛翔現像が好ましい。この直流電界飛翔現像で
は、静電潜像の画像部と非画像部とのコントラス
ト電位が400V以上であることが望ましい。また、
トナー担持体と感光体表面までの距離は250μm以
下が好ましい。

またトナー像を担持した感光体を再帯電した場
合トナー層の電位が高くならないように、現像の
際、１色の現像により感光体上に形成されるトナ
ー層厚を５〜30μmの範囲内にすることが望まし
い。

さらに、感光体上のトナー層が帯電し過ぎない
ようにするために、帯電量の制御が容易なスコロ
トロン帯電器で再帯電することが望ましい。

実施例 １ 本発明の具体的実施例を、第２図に用いて詳細
に説明する。

直径100mmの無定型Se−Te感光体ドラム（感光
層の層厚60μm、静電容量92pF／cm²）よりなる感
光体１を周速75mm／ｓで回転させ、帯電器２（コ
ロナ電圧：＋7KV、グリツド２６の電圧＋850V）
を用い表面電位＋800Vに帯電させた。次に出力
7μW、波長670nmの発光ダイオード２７を発光さ
せ、セルフオツクレンズ２８を通して露光し、進
行方向に巾10mmの全面ベタ部を形成し被現像領域
とする。その後発光ダイオード２７によつて黄に
対応する信号光を露光し静電潜像を形成した。

次にこの静電潜像を現像するために、表面に電
荷量＋3μC／ｇ、平均粒径10μmの黄トナー（ト
ナー層厚30μm）を担持したトナー担持体すなわ
ち現像ローラ２３ａ（直径16mm、周速75mm／ｓ、
進行方向は感光体１と同方向）と現像ギヤツプ
150μmを設けて150μmを設けて対向させ、直流電
源２２ａより現像バイアス＋700Vを印加したと
ころ、黄トナーは現像ローラ２３ａから感光体１
上の潜像部に向かい飛翔し付着した。感光体１に
付着したトナー層厚は約10μmであつた。この後、
黄現像された感光体１は、静止しながら＋850V
のバイアス電圧を印加されたマゼンタ現像器２３
ｂとシアン現像器２３ｃを通過する。この時マゼ
ンタとシアンの現像ニツプ部のトナーは予め感光
体１上の画像領域前の被現像領域によつて除去さ
れているので、感光体１の表面電位と略同電位の
バイアス（＋850V）が印加されていても静電潜
像を現像することはない。こうして２３ｂ，２３
ｃの現像器を通過した感光体１上のトナー像は紙
に転写せず、一度除電ランプ１３で感光体１を全
面除電した後、再びコロナ帯電器２で帯電する。
コロナ帯電により、感光体１上の黄トナーが付着
していない裸の領域は＋800Vに、黄トナーが付
着している感光体１上の領域も同じく＋800Vに
帯電した。ここで黄トナーが付着している感光体
１の領域は表面電位のうち、トナーの電位は＋
50V程度で、感光体１自体は＋750V帯電してい
た。

次にこの感光体１に、発光ダイオード２７によ
り再びベタ部潜像を形成したのち、マゼンタに対
応する信号光を照射した。黄トナーの付着してい
ない感光体１の表面電位は約＋30Vに低下した。
黄トナーの付着している部分では、露光により感
光体の表面電位は約＋80Vに低下した。これは発
光ダイオード２７の波長が670nmであるため、黄
トナーはほとんどこの波長の光を透過し、感光体
１上にトナーが存在しても感光体１の表面電位の
光減衰に影響を与えないためである。次にこの黄
トナーで現像され、かつマゼンタに対応する静電
潜像をもつ感光体１は、最初黄現像器２３ａを通
過する。このとき黄現象器２３ａは＋850Vのバ
イアスが印加されたまま静止しているため、黄現
像器２３ａ上の感光体１に対向する部分の黄トナ
ーは、予め先行する感光体上のベタ部によつて除
去されている。そのため、感光体１上の黄トナー
が付着しかつ露光されていない部分からの黄現像
器２３ａへの逆飛翔は発生せず、同時に感光体１
上のマゼンタの静電潜像を黄トナーで現像するこ
とも防げる。次に感光体１は＋700Vの現像バイ
アスを印加したマゼンタ現像器２３ｂ（トナー電
荷量＋3μC／ｇ、平均粒径10μm、層厚30μm）を
通過し、マゼンタトナーにより現像される。最後
に感光体１は、シアン現像器２３ｃを通過する。
このときシアン現像器２３ｃは黄現像器２３ａと
同様に、＋850Vのバイアスを印加したまま静止し
ており、また感光体１に対向する部分のシアント
ナーは感光体１上のベタ部分によつて予め除去さ
れているため、マゼンタの静電潜像を現像するこ
とはない。

次に感光体１を再び帯電器２により＋800Vに
帯電し、発光ダイオード２７により再びベタ部潜
像を形成した後、シアンに対応する信号光を照射
し静電潜像を形成した。今度は黄とマゼンタの現
像器２３ａ，２３ｂを＋850Vのバイアスを印加
したままで静止させ、静電潜像を現像することの
ないように、またトナーが感光体１から逆飛翔す
ることもないようにしておき、＋700Vの現像バイ
アスを印加したシアン現像器２３ｃ（トナー電荷
量＋3μC／ｇ、平均粒径10μm、トナー層厚
30μm）で現像する。

こうした感光体１上に得たカラートナー像は転
写前除電ランプ９によつて感光体１を全面除電し
た後、転写帯電器１０によつて紙８に転写した
後、剥離帯電器２９により感光体１から紙８を剥
離し、その後熱定着した。感光体１上のトナーを
紙８に転写した後、感光体１の表面を除電器３０
により除電し、クリーニング装置１２により転写
残りトナーを除去し再使用した。得られたカラー
画像は最高濃度が1.7と高くしかも色濁りのない
良質なものであつた。またこのプロセスを3000回
連続したが、現像器内に異種のトナーが混入する
こともなかつた。

実施例 ２ 実施例１で用いたSe−Te感光体の代わりにセ
レン化ひ素感光体（感光層の層厚90μm、静電容
量104pF／cm²）を用い、他の条件は実施例１と同
じにしてプリントした。得られたカラー画像は最
高濃度1.5のしかも色濁りのない良質なものであ
つた。

実施例 ３ 感光体にアゾ系の顔料を用いた有機感光体（感
光層の層厚30μm、静電容量80pF／cm²）を用い、
他の条件は実施例１と同じにしてプリントした。
得られたカラー画像は最高濃度が1.7と高くしか
も色濁りのない良質なものであつた。

発明の効果 本発明によれば、現像器の異種トナーによる汚
染を防止し、鮮明なカラーコピーが安定して得ら
れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー電子写真方法の原理を
説明するために示した装置の要部の模式断面図、
第２図は同方法によるカラー電子写真プリンタの
模式断面図、第３図，第４図，第５図，第６図，
第７図は従来例におけるカラー電子写真方法を説
明するための装置及びトナーの挙動を示す図であ
る。 １……感光体、２……帯電器、２０……トナ
ー、２２……バイアス電源、２３……現像器、２
５……ベタ部画像部（被現像領域）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 感光体の周辺に複数の現像手段を配し、帯
   電・露光・反転現像の工程を複数回繰り返して前
   記感光体上に色の異なる複数のトナー像を形成す
   るカラー電子写真方法であつて、露光工程におい
   て画像信号を露光した画像領域と前記画像領域外
   に画像信号と関係の無い被現像領域を形成した
   後、現像工程で前記画像領域の現像に寄与させな
   い現像手段のトナー担持体を停止させ、前記トナ
   ー担持体に非画像部の表面電位と略同電位の電圧
   を印加して前記トナー担持体上のトナーを前記被
   現像領域に付着させ、前記画像領域に対する前記
   現像手段の現像能力を不能にさせるカラー電子写
   真方法。 ２ 被現像領域が、画像領域に先行している特許
   請求の範囲第１項記載のカラー電子写真方法。 ３ 現像手段が、薄層化されたトナーを担持した
   トナー担持体を感光体に前記トナーが接触しない
   ように対向させ、前記トナー担持体と前記感光体
   との間に電圧を印加して前記トナーを電界の作用
   で飛翔させる電界飛翔現像である特許請求の範囲
   第１項記載のカラー電子写真方法。 ４ 電圧が直流電圧であり、かつトナー担持体と
   感光体との間〓が250μm以下である特許請求の範
   囲第３項記載のカラー電子写真方法。